196 Prakt. Met. Sonderband 46 (2014)
Ziel dieser Arbeit war es die Mikrostrukturevolution von TNM Legierungen in-situ mithilfe
eines Hochtemperatur Laser-Scanning Konfokal-Mikroskops (engl. Laser-Scanning
Confocal Microscope, LSCM) zu untersuchen. Dabei wurden Vorgänge der Korn-
vergröberung und Festphasenumwandlungen der TNM Legierung sowie einer kohlenstoff-
haltigen TiAl Legierung der nominellen Zusammensetzung Ti-43Al-4Nb-1.5Mo-0.5C-0.1B
(genannt TN1.5Mo00.5C Legierung) studiert. Kohlenstoff wird in y-TiAl Basislegierungen zur
Verbesserung der Kriechbestandigkeit und Hochtemperaturfestigkeit zulegiert [1,2].
Wirksame Mechanismen sind dabei Mischkristallverfestigung und Ausscheidungshértung,
abhangig von der Kohlenstoffkonzentration und den gewählten Wärmebehandlungs-
parametern.
Abb. 1:
Brennpur
2. EXPERIMENTELLES
Kompleme
Die untersuchten Legierungen wurden von GfE Metalle und Materialien GmbH, (REM) vor
Deutschland, auf industriellen Anlagen hergestellt. Dabei wurde das Material zweifach im emissionsk
Vakuum umgeschmolzen und über Schleuderguss in Ingots abgegossen [1]. Die scheidunge
verbleibende Gussporosität wurde anschließend durch heißisostatisches Pressen für 4 h Firma Oxfc
bei 1200 °C und 200 MPa geschlossen. Aus dem Ausgangsmaterial wurden zylindrische
Proben mit @ 8 mm erodiert. Diese wurden mittels einer Prazisionstrennmaschine vom Typ (a)
Accutom 3500, der Firma Struers, Deutschland, in 1.4 mm dicke Plattchen geschnitten. Die
Oberfläche wurde anschlieBend durch standardmetallographische Verfahren prépariert [7]. free surfz
LSCM Versuche wurden an einem Mikroskop vom Typ 1LM21H der Firma Lasertec, Japan,
durchgeführt. Ein LSCM besteht aus einem ellipsoidférmigen Ofen (siehe Abb. 1) und einem
Laser-Abbildungssystem. Die Probe wird dabei in einen Yttriumoxid-Tiegel mit hoher grain A
thermischer Stabilität eingesetzt, um chemische Reaktionen mit dem Probenmaterial zu
vermeiden. Der Tiegel wird mittels eines Platinprobenhalters in die Probenkammer Abb. 2: ;
eingesetzt und befindet sich im oberen Brennpunkt der ellipsoidförmigen, goldbeschichteten durch die
Kavität. Im unteren Brennpunkt befindet sich eine 1.5 kW-Halogenlampe, welche die Probe Ober
über Strahlung beheizt. Der Ofen ist in der Mitte durch ein Quarzglas getrennt, was die
Einstellung verschiedener Atmosphären in der Probenkammer bei gleichzeitiger Luft-
kühlung der Halogenlampe ermöglicht. Die Versuche an TiAl Legierungen wurden in Argon-
Atmosphäre durchgeführt, welches zuvor durch einen auf 900 °C erwärmten und mit Zirkon- 3. ERGEI
spänen gefüllten Reinigungsofen geführt wurde, um den restlichen Sauerstoff zu entfernen.
Während im Ofen ein voreingestelltes Temperaturprofil durchlaufen wird, wird die Proben- Die Versut
oberflache mit einem Laser abgerastert und der reflektierte Strahl detektiert. Mit dem durchgefiih
verwendeten System ist eine effektive Auflösung von 0.25 um erreichbar. Der Kontrast Einphasenf
entsteht dabei an Unebenheiten der Probenoberfläche, welche durch thermische Ätzung an die TNM bz
Korn- und Phasengrenzen hervorgerufen werden (Abb. 2a). Abbildungsartefakte können wurde der
beispielsweise durch inhomogene thermische Ausdehnung von Gefügebestandteilen, was Korngröße
ebenfalls zu Unebenheiten der Oberfläche führt, entstehen. aufgenomn
Abbildung 2b zeigt ein typisches Temperaturprofil, welches die Probe durch die inhomogene beispielhaft
Erwärmung der Halogenlampe erfährt. Im Probenzentrum befindet sich ein Bereich von ca. ungefähr 31
@ 2 mm mit konstanter Temperatur, während der genaue Verlauf entlang des Radius 1200 s eine
unbekannt ist und von Faktoren, wie dem verwendeten System, der Probendicke und der abgebroche
Warmeleitfahigkeit des Probenmaterials, abhiangt. Die Temperatur wird mittels eines können. Die
Thermoelements vom Typ B am Probenhalter gemessen und kann auf die tatsächliche Festhalten
Temperatur in der Probenmitte kalibriert werden. In dieser Versuchsreihe wurde dies durch zurückzufü'
die bekannte Nukleierungstemperatur des &6-Ferrits eines kohlenstoffarmen Stahls durch-
geführt.
